Giao thức MGCP cho phép điều khiển các gateway thông qua các thành phần điều khiển nằm bên ngoài mạng. MGCP sử dụng mô hình kết nối tương tự như SGCP dựa trên các kết nối cơ bản giữa thiết bị đầu cuối và gateway. Các kết nối có thể là kết nối điểm- điểm hoặc kết nối đa điểm. Ngoài chức năng điều khiển như SGCP, MGCP còn cung cấp thêm các chức năng sau:
Endpoint Configuration: Call Agent dùng lệnh này để yêu cầu gateway xác định kiểu mã hoá ở phí đường dây kết nối đến thiết bị đầu cuối.
AuditEndpoint và AuditConnection: Call Agent dùng lệnh này để kiểm tra trạng thái và sự kết nối ở một thiết bị đầu cuối.
32
RestartIn-Progress: Gateway dùng lệnh này để thông báo với Call Agent khi nào các thiết bị đầu cuối ngừng sử dụng dịch vụ và khi nào quay lại sử dụng dịch vụ.
2.2.5 Kết luận chƣơng
Qua chương 2 ta đã tìm hiểu về các giao thức báo hiệu trong mạng VoIP. Về mặt các giao thức báo hiệu ta thấy 2 giao thức báo hiệu chính là H.323 và SIP, tùy vào yêu cầu cụ thể của mạng mà ta lựa chọn giao thức báo hiệu cho thích hợp. Chương 3 tiếp theo sẽ giới thiệu tổng quát về tổng đài Asterisk với các giao thức VoIP được Asterisk hỗ trợ.
33
CHƢƠNG 3
TỔNG ĐÀI ASTERISK
3.1 Giới thiệu chƣơng
Asterisk là hệ thống chuyển mạch mềm, là phần mềm nguồn mở được viết bằng ngôn ngữ C chạy trên hệ điều hành linux thực hiện tất cả các tính năng của tổng đài PBX và hơn thế nữa.Chương 3 trình trình bày về khái niệm về tổng đài IP-PBX, so sánh IP-PBX với PBX truyền thống, giới thiệu về tổng đài Asterisk, trình bày kiến trúc , tính năng và ngữ cảnh ứng dụng của tổng đài Asterisk, giới thiệu các giao thức của VoIP của tổng đài.
3.2 Tổng đài IP-PBX
Khái quát về tổng đài IP-PBX
Ứng dụng phổ biến nhất và sớm nhất của VoIP, nền tảng để tạo ra IP-PBX, là việc thiết lập gateway VoIP bên phía trung kế của PBX. Gateway này đóng gói luồng thoại và định tuyến nó qua mạng VoIP. Giải pháp này tận dụng các đặc tính hiện có của tổng đài PBX, như thoại hội nghị, chuyển tiếp cuộc gọi, …
Cuối cùng, các nhà phát triển phần mềm phát triển lên PBX “mềm”, hay IP-PBX. IP- PBX cung cấp khả năng chuyển mạch, thực hiện các dịch vụ gia tăng qua mạng dữ liệu. Các cuộc gọi trong một tổng đài và các cuộc gọi giữa các tổng đài được định tuyến qua mạng IP, đi vòng qua toàn bộ mạng PSTN. IP-PBX có thể giao tiếp với mạng PSTN thông qua Gateway.
34
Các ƣu điểm so với tổng đài PBX truyền thống:
Các ưu điểm của IP-PBX xuất phát từ những ưu điểm của mạng chuyển mạch gói IP so với mạng chuyển mạch kênh, như:
- Quản lý và bảo dưỡng dễ dàng hơn - Khả năng kết nối từ xa, khả năng di động - Kết hợp thoại/dữ liệu tạo ra ứng dụng mới
- Dễ dàng phát triển các dịch vụ mới do cấu trúc mở và các giao diện chuẩn - Dễ sử dụng do được hỗ trợ nhiều bởi phần mềm và giao diện đồ hoạ GUI - Thông tin hợp nhất ...
So sánh giữa IP-PBX và PBX truyền thống:
Bảng 3.1 So sánh giữa PBX truyền thống và IP-PBX
PBX truyền thống IP-PBX
PBX không thực hiện được một số chức năng của IP-PBX: Web,
Instant message, E-mail…
IP-PBX có đầy đủ các chức năng của một PBX truyền thống (CTI,
VoiceMail, ACA và kết nối ISDN ra PSTN).
PBX đòi hỏi phải có một hệ thống mạng điện thoại nội bộ.
Cho phép thực hiện liên lạc nội bộ
qua mạng LAN ngay cả khi chưa có hệ thống PBX.
PBX truyền tín hiệu thoại trên hệ thống đường điện thoại nội bộ. Nếu muốn truyền dữ liệu, bắt buộc phải có thêm hệ thống mạng LAN.
IP-PBX truyền dữ liệu và thoại trên cùng một đường dây.
Hỗ trợ duy nhất một loại đầu cuối là điện thoại tương tự.
IP-PBX có khả năng hỗ trợ nhiều đầu cuối thoại khác nhau: điện thoại tương tự, điện thoại IP, máy tính cá nhân... Khả năng phát triển các loại hình
dịch vụ giá trị gia tăng kém.
Có thêm nhiều dịch vụ giá trị gia tăng khác; telephone, e-mail, fax, web call back, web chat, instant messaging…
35 thực hiện được một cuộc gọi tại
một thời điểm, do đó không tiết kiệm băng thông.
truyền đã được thông qua các bộ nén và giải nén, băng thông cho mỗi cuộc gọi có thể được nén xuống còn
5,3 Kbits/s (chuẩn nén thoạiG.723.1), thay vì 64 Kbits/s của thoại thường. Do tính chất tiết kiệm băng thông như vậy nên với một đường dây thoại (CO line) có thể thực hiện được nhiều cuộc gọi hơn.
Khó mở rộng, nâng cấp và bảo dưỡng
Dễ dàng mở rộng, nâng cấp và bảo dưỡng.
Khả năng áp dụng trong các doanh nghiệp vừa và nhỏ
Có thể đơn giản hoá quá trình triển khai tổng đài IP-PBX cho một doanh nghiệp như sau:
Xây dựng mạng LAN
Thiết lập hệ thống máy chủ và cài đặt phần mềm điều khiển IP-PBX Thiết lập các Gateway ra mạng PSTN hoặc Internet
Thiết lập các đầu cuối VoIP
Bước thứ nhất là phức tạp nhất và đòi hỏi đầu tư lớn nhất nhưng thực ra lại đơn giản nhất vì đa số các doanh nghiệp đã có sẵn mạng LAN. Bước thứ 2 quan trong nhất, nhưng thực ra cũng chỉ đơn giản là cài đặt phần mềm lên một máy chủ. Máy chủ này có thể là giành riêng cho IP-PBX hoặc cũng có thể được chia xẻ với các ứng dụng khác của doanh nghiệp. Bước thứ 3 đòi hỏi phải mua thiết bị chuyên dụng để kết nối với mạng PSTN. Gateway kết nối IP/PSTN thường là card PCI cắm trong máy chủ cộng với phần mềm điều khiển chuyên dụng.
Các đầu cuối VoIP trong bước 4 có thể là phần mềm chạy ngay trên máy PC (như Windows Messenger) hay là một thiết bị chạy độc lập (như IPPhone của Cisco).
36
3.2.1 Một số mô hình cuộc gọi sử dụng tổng đài IP-PBX
Cuộc gọi nội bộ
Cuộc gọi giữa hai đầu cuối SIP do IP-PBX quản lí
Hình 3.2 Mô hình cuộc gọi nội bộ
Cuộc gọi từ máy thuộc IP-PBX ra mạng PSTN
Đầu tiên đầu cuối SIP sẽ bấm số để chiếm trung kế ra PSTN, rồi bấm số thuê bao của PSTN
Hình 3.3 Mô hình cuộc gọi từ máy IP ra mạng PSTN
Cuộc gọi từ PSTN vào máy IP- PBX
Thuê bao PSTN gọi vào một trung kế của IP-PBX , rồi bấm số máy lẻ tương ứng với đầu cuối SIP
37 Hình 3.4 Mô hình cuộc gọi từ PSTN vào máy IP-PBX
Cuộc gọi từ ngoài mạng Internet sử dụng dịch vụ SIP công cộng
Hình 3.5 Mô hình cuộc gọi sử dụng dịch vụ SIP công cộng
3.3 Tổng đài Asterisk
Asterisk là phần mềm nguồn mở, được viết bằng ngôn ngữ C, ra đời năm 1999 bởi Mark Spencer, đầu tiên được thiết kế và triển khai trên GNU/Linux nền x86 (của Intel). Nhưng hiện nay Asterisk có thể chạy trên các hệ điều hành khác như: Mac OS X, FreeBSD, OpenBSD và Microsoft Windowns.
Asterisk được xem như là một tổng đài PBX (Private Branch eXchange) và được thêm nhiều tính năng mới. Ngoài những tính năng của một tổng đài PBX thông thường, Asterisk còn được tích hợp cả chuyển mạch TDM và chuyển mạch VoIP, có khả năng mở
38 rộng đáp ứng nhu cầu cho từng ứng dung như mở rộng giao tiếp với mạng PSTN (Public Switched Telephone Network).
Với một máy tính rẻ tiền đã cài hệ điều hành (một trong các hệ điều hành nói trên, ở đây ta thiên về hệ điều hành Microsoft Windowns) và có thêm phần mềm Asterisk đã cấu hình, khi đó máy tính này sẽ có đầy đủ tính năng của một tổng đài điện thoại và có thể hơn thế.
Asterisk là một phần mềm nguồn mở, miễn phí, có độ tin cậy cao nên được xem là phần mềm mang tính cách mạng.
Bởi những tiện ích: hệ thống và giá cước rẻ, dễ sử dụng, đầy đủ các tính năng của một tổng đài và con hơn thế nên đã có nhiều hệ thống Asterisk được cài đặt thành công trên thế giới. Hiện nay hệ thống Asterisk đang được phát triển mạnh, nhiều doanh nghiệp, công ty đã và đang triển khai hệ thống tạo liên lạc bên trong và ra cả mạng ngoài thông qua mạng máy tính, gọi điện thoại.
Hình 3.6 Sơ đồ giao tiếp tổng quát.
Từ hình 3.6 ta thấy Asterisk không chỉ giao tiếp, kết nối giữa các điện thoại với nhau mà còn có thể mở rộng kết nối đến các tổng đài khác, với IP Phone và nhiều dịch vụ như: Softswitch, Media Gateway, Voicemail Services, Conference Server, Music on hold…
39
3.3.1 Kiến trúc hệ thống Asterisk
Hình 3.7 Sơ đồ khối của Asterisk
Về cơ bản kiến trúc của Asterisk là sự kết hợp giữa nền tảng công nghệ điện thoại và ứng dụng điện thoại cho VOIP như SIP, H323, IAX, MGCP... các công nghệ điện thoại cho hệ thống chuyển mạch mạch TDM như T1, E1, ISDN và các giao tiếp đường truyền thoại Analog.
- Khi khởi động hệ thống Asterisk thì chức năng Dynamic Module Loader thực hiện nạp driver của thiết bị, nạp các kênh giao tiếp, các format, codec và các ứng dụng liên quan, đồng thời các hàm API cũng được liên kết nạp vào hệ thống.
- Sau đó hệ thống PBX Switching Core của Asterisk chuyển sang trạng thái sẵn sàng
hoạt động chuyển mạch cuộc gọi, các cuộc gọi được chuyển mạch tuỳ vào kế hoạch quay số (Dialplan) được thực hiện cấu hình trong file extension.conf.
- Application Launchar để rung chuông thuê bao, quay số, định hướng cuộc gọi, kết nối với hộp thư thoại…
- Scheduler and I/O Manager đảm nhiệm các ứng dụng nâng cao.
- Codec Translator xác nhận các kênh nén dữ liệu ứng với các chuẩn khác nhau có thể kết hợp liên lạc được với nhau.
Hệ thống cũng bao gồm 4 chức năng API chính:
Codec translator API: các hàm thực thi, giải nén các chuẩn như G711, G729…
40
Asterisk file format API : xử lý các loại file có định dạng như Mp3, wav, gsm…
Asterisk Aplication API : Bao gồm tất cả các ứng dụng được thực thi trong hệ thống Asterisk như voicemail, callerID…
3.3.2 Một số tính năng cơ bản
3.3.2.1 Voicemail
Hộp thư thoại với tính năng cho phép hệ thống nhận các thông điệp tin nhắn thoại, mỗi máy điện thoại được khai báo trong hệ thống Asterisk cho phép khai báo thêm chức năng hộp thư thoại. Khi số điện thoại bị gọi bận hay ngoài vùng phủ sóng thì hệ thống asterisk định hướng trực tiếp cuộc gọi đến hộp thư thoại tương ứng đã khai báo trước.
Voicemail cung cấp cho người sử dụng nhiều tính năng như: xác nhận password khi truy cập vào hộp thư thoại, gửi mail báo khi có thông điệp mới.
3.3.2.2 Call Forwarding
Call Forwarding: chuyển hướng cuộc gọi.
Đây là tính năng thường được sử dụng trong hệ thống Asterisk. Chức năng cho phép chuyển một cuộc gọi đến một hay nhiều số máy điện thoại được định trước.
Một số trường hợp cần chuyển cuộc gọi như : Chuyển cuộc gọi khi bận, chuyển cuộc gọi khi không trả lời, chuyển cuộc gọi tức thời, chuyển cuộc gọi với thời gian định trước.
3.3.2.3 Caller ID
Caller ID: cuộc gọi có hiển thị số.
Với chức năng này thì số điện thoại của người gọi đến máy điện thoại của bạn sẽ được hiển thị, nhằm giúp bạn có thể biết được ai đang gọi tới.
Ngoài ra Caller ID cũng cho phép chúng ta xác nhận số thuê bao gọi đến có nghĩa là dựa vào caller ID chúng ta có tiếp nhận hay không tiếp nhận cuộc gọi từ phía hệ thống Asterisk. Ngăn một số cuộc gọi ngoài ý muốn.
3.3.2.4 Interactive Voice Response
Interactive Voice Response (IVR) hay Automated Attendant (AA): đều được dùng để chỉ chức năng tương tác thoại (tổng đài trả lời tự động).
Chức năng tương tác thoại có rất nhiều ứng dụng trong thực tế, khi gọi điện thoại đến một cơ quan hay xí nghiệp thuê bao thường được nghe thông điệp như:“Xin chào mừng bạn đã gọi đến công ty chúng XXX hãy nhấn phím 1 để gặp phòng kinh doanh,
41
phím 2 gặp phòng kỹ thuật, phím 3 gặp phòng hỗ trợ khách hàng…” sau đó tuỳ vào sự tương tác của thuê bao gọi đến, hệ thống Asteisk sẽ định hướng cuộc gọi theo mong muốn.
Dịch vụ xem điểm thi, tiền cước điện thoại của thuê bao, tỉ giá t i ề n t ệ hiện nay như thế nào, hay kết quả sổ số, bản tin dự báo thời tiết… tất các những mong muốn trên đều có thể thực hiện qua chức năng tương tác thoại.
3.3.2.5 Time and Date
Nhằm chỉ định các khoảng thời gian cụ thể cuộc gọi sẽ định hướng đến một số điện thoại hay một chức năng cụ thể khác, ví dụ trong công ty giám đốc muốn chỉ cho phép nhân viên sử dụng máy điện thoại trong giờ hành chánh còn ngoài giờ thì sẽ hạn chế hay không cho phép gọi ra bên ngoài.
3.3.2.6 Call Parking
Chức năng Call Parking cũng thực hiện việc chuyển cuộc gọi nhưng có quản lý. Có một số điện thoại trung gian và hai thuê bao có thể gặp nhau khi thuê bao được gọi nhấn vào số điện thoại mà thuê bao chủ gọi đang chờ trên đó và từ đây có thể gặp nhau và đàm thoại.
3.3.2.7 Remote call pickupe
Với tính năng này sẽ cho phép chúng ta từ máy điện thoại này có thể nhận cuộc gọi từ máy điện thoại khác đang rung chuông.
3.3.2.8 Privacy Manager
Khi một người chủ doanh nghiệp triển khai Asterisk cho hệ thống điện thoại của công ty mình nhưng lại không muốn nhân viên trong công ty gọi đi ra ngoài trò chuyện với bạn bè, khi đó Asterisk cung cấp một tính năng tiện dụng là chỉ cho phép số điện thoại được lập trình được phép gọi đến những số máy cố định nào đó thôi, còn những số không có trong danh sách định sẵn sẽ không thực hiện cuộc gọi được.
3.3.2.9 Backlist
Backlist cũng giống như Privacy Manager nhưng có một sự khác biệt là những máy điện thoại nằm trong danh sách sẽ không gọi được đến máy của mình (sử dụng trong tình trạng hay bị quấy rối điện thoại).
Và còn rất nhiều tính năng nữa mà hệ thống asterisk có thể cung cấp cho người sử dụng, trên đây chỉ là một số tính năng thường được sử dụng.
42
3.3.3 Ngữ cảnh ứng dụng
Asterisk thực hiện rất nhiều ngữ cảnh ứng dụng khác nhau tuỳ vào nhu cầu sử dụng, dưới dây s ẽ g i ớ i t h i ệ u m ộ t s ố ngữ cảnh ứng dụng thường được sử dụng trong thực tế và đã được triển khai trên hệ thống asterisk.
3.3.3.1 Tổng đài VoIP IP PBX
Hình 3.8 IP BPX
Đây là hệ thống chuyển mạch VoIP được xây dựng phục vụ các công ty có nhu cầu thực hiện trên nền tảng mạng nội bộ đã triển khai. Thay vì lắp đặt một hệ thống PBX cho nhu cầu liên lạc nội bộ thì nên lắp đặt hệ thống VoIP, vớ mô hình này chi phí phải trả sẽ được giảm đáng kể. Hệ thống liên lạc với mạng PSTN qua giao tiếp TDM.
3.3.3.2 Kết nối IP PBX với PBX
Hình 3.9 Kết nối IP PBX với PBX
Ngữ cảnh đặt ra là hiện tại Công ty đã trang bị hệ thống PBX bây giờ cần trang bị thêm để đáp ứng nhu cầu liên lạc trong công ty sao cho với chi phí thấp nhất, giải pháp để
43 thực hiện đó là trang bị hệ thống Asterisk và kết nối với hệ thống PBX đang tồn tại qua luồng E1. Ngoài ra để tăng khả năng liên lạc với mạng PSTN và VoIP khác, Công Ty sẽ đăng ký kết nối dịch vụ với nhà cung cấp dịch vụ VoIP.
3.3.3.3 Kết nối giữa các server Asterisk
Hình 3.10 Kết nối giữa các server asterisk
Phương pháp trên ứng dụng rất hiệu quả cho các công ty nằm rãi rác ở các vị trị địa lý khác nhau nhằm giảm chi phí đường dài. Ví dụ Công ty Mẹ có trụ sở đặt tại nước Mỹ và có các Chi nhánh đặt tại Việt Nam với hai địa điểm là Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh.